- Pesquisadores do MIT desenvolveram uma plataforma de impressão 3D multimaterial com quatro extrusoras para processar materiais elétricos, magnéticos e outros, permitindo imprimir máquinas elétricas em uma única etapa.
- A equipe usou o sistema para fabricar um motor linear totalmente 3D‑printado em poucas horas, com cinco materiais, exigindo apenas uma etapa de pós-processamento para ficar funcional.
- O motor impresso teve desempenho igual ou superior a motores similares que usam métodos de fabricação mais complexos ou etapas adicionais de acabamento.
- Estima-se que o custo total de material por dispositivo fique em cerca de 50 centavos, com potencial para reduzir desperdícios e acelerar manufatura sob demanda.
- Futuramente, os pesquisadores pretendem incorporar a magnetização ao processo, fabricar motores elétricos rotativos totalmente 3D‑printados e expandir a plataforma para dispositivos eletrônicos mais complexos.
A plataforma multimaterial de impressão 3D desenvolvida por pesquisadores do MIT permite fabricar máquinas elétricas completas em uma única etapa. O destaque é a capacidade de processar materiais funcionais, incluindo condutores elétricos e materiais magnéticos, em uma única peça, com quatro extrusoras diferentes.
O objetivo é reduzir custos, tempo e dependência de cadeias globais de suprimentos, permitindo a produção onsite de componentes complexos. O estudo mostra que uma máquina pode ser impressa em horas com apenas uma etapa de pós-processo para ficar funcional.
A equipe utilizou uma impressora reformulada com quatro extrusoras, cada uma lidando com um formato de material distinto. Sensores estratégicos e um novo framework de controle garantem que os equipamentos se movam com precisão, alinhando camadas de materiais diferentes.
Sobre a plataforma multimaterial
O sistema lida com materiais com diferentes funções, como condutividade elétrica e magnetização. Desafios incluíram manter a estabilidade térmica e evitar degradação de isolantes, ao mesmo tempo em que se utilizam materiais de alto desempenho.
Os pesquisadores ajustaram o projeto das extrusoras para equilibrar as exigências de cada material, incluindo inks condutivos que precisam de baixa elevação de temperatura, em contraste com métodos convencionais de extrusão.
Sobre o motor impresso
O motor linear, fabricado em cerca de três horas, gera movimento em linha reta, útil em robótica de pick-and-place, sistemas ópticos e esteiras de embarque. Após a impressão, as peças magnéticas foram magnetizadas para alcançar a funcionalidade completa.
O estudo indica custos de material de aproximadamente 50 centavos por dispositivo e desempenho igual ou superior a motores lineares que exigem processos mais complexos. O motor impresso apresentou maior atuação que tipos que dependem de amplificadores hidráulicos.
Perspectivas da pesquisa
Os autores pretendem integrar a magnetização ao processo de extrusão, demonstrar motores elétricos rotativos totalmente impressos e adicionar mais ferramentas para fabricar dispositivos eletrônicos monolíticos. O trabalho é financiado, em parte, pela Empiriko Corporation e pela La Caixa Foundation.
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